Kalibrierwerkzeug für Bimetallthermometer
Erstellen Sie ein Dreipunkt-Kalibrierprotokoll für ein Bimetall-Zeigerthermometer. Berechnet Fehler steigend und fallend, Hysterese, Spanne und jeweils als Prozentsatz der Spanne.
Kalibrierwerkzeug für Bimetallthermometer
Geben Sie die Messwerte einer Dreipunktkalibrierung ein. Die Fehler, die Hysterese und die Prozentsätze der Spanne werden automatisch berechnet.
Nullpunkt
Mittelpunkt
Endpunkt
Kalibrierprotokoll
| Punkt | Sollwert (°C) | Steigend (°C) | Fallend (°C) | Fehler steigend (°C) | Fehler fallend (°C) | Hysterese (°C) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Nullpunkt | 0.00 | 0.40 | 0.60 | +0.40 | +0.60 | 0.20 |
| Mittelpunkt | 50.00 | 50.80 | 51.40 | +0.80 | +1.40 | 0.60 |
| Endpunkt | 100.00 | 99.50 | 99.50 | -0.50 | -0.50 | 0.00 |
Als Prozentsatz der Spanne
Der größte Fehler beträgt +1.40 % der Spanne. Die größte Hysterese beträgt 0.60 % der Spanne.
Fehler = Messwert − Sollwert. Hysterese = |Messwert steigend − Messwert fallend|. Prozentsatz der Spanne = Wert ÷ Spanne × 100.
Dokumentation
Dieses Werkzeug erstellt ein Dreipunkt-Kalibrierprotokoll für ein Bimetallthermometer. Geben Sie die Referenztemperatur und die beiden Messwerte an jedem Punkt ein. Das Werkzeug berechnet den Fehler, die Hysterese und beide Werte als Prozentsatz der Spanne.
Was ein Bimetallthermometer ist
Ein Bimetallthermometer misst die Temperatur mit einem Streifen aus zwei miteinander verbundenen Metallen. Die Metalle dehnen sich beim Erwärmen unterschiedlich stark aus, wodurch sich der Streifen biegt. Der Streifen ist meist zu einer Spule gewickelt, die einen Zeiger auf einer Skala dreht.
Da die Spule ein mechanisches Bauteil ist, kehrt sie beim Abkühlen nicht genau an dieselbe Stellung zurück wie beim Erwärmen. Dieser Unterschied heißt Hysterese, und die Kalibrierung misst ihn.
Warum drei Punkte
Die Kalibrierung prüft das Gerät über seinen gesamten Messbereich. Drei Punkte sind das übliche Minimum:
- der Nullpunkt am unteren Ende des Bereichs
- der Mittelpunkt, nahe der Mitte
- der Endpunkt am oberen Ende des Bereichs
An jedem Punkt wird die Temperatur zuerst von unten, dann von oben angefahren, sodass beide Richtungen erfasst werden.
Formeln
Fehler steigend = Messwert bei steigender Temperatur − Sollwert
Fehler fallend = Messwert bei fallender Temperatur − Sollwert
Hysterese = |Messwert steigend − Messwert fallend|
Spanne = Sollwert am Endpunkt − Sollwert am Nullpunkt
Prozentsatz der Spanne = Wert ÷ Spanne × 100
Der Sollwert ist die vom Referenzgerät angezeigte Temperatur, die als korrekt gilt. Ein positiver Fehler bedeutet, dass das Thermometer zu hoch anzeigt, ein negativer Fehler, dass es zu niedrig anzeigt.
Beispiel
Ein Thermometer für 0 bis 100 °C wird an drei Punkten geprüft.
| Punkt | Sollwert | Steigend | Fallend | Fehler steigend | Fehler fallend | Hysterese |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Null | 0.00 | 0.40 | 0.60 | +0.40 | +0.60 | 0.20 |
| Mitte | 50.00 | 50.80 | 51.40 | +0.80 | +1.40 | 0.60 |
| Voll | 100.00 | 99.50 | 99.50 | −0.50 | −0.50 | 0.00 |
Die Spanne beträgt 100 − 0 = 100 °C. Der größte Fehler ist +1,40 °C, das sind 1,40 % der Spanne. Die größte Hysterese ist 0,60 °C, also 0,60 % der Spanne.
Ergebnis lesen
Die Genauigkeit eines Geräts wird üblicherweise als Prozentsatz der Spanne angegeben. Diese Prozentsätze sind daher mit der Genauigkeitsklasse des Herstellers zu vergleichen. Ein Thermometer der Klasse 1 soll innerhalb von 1 % der Spanne bleiben.
Eine große Hysterese bei kleinen Fehlern deutet meist auf Reibung oder eine ermüdete Spule hin, nicht auf eine verschobene Skala. Ein Fehler, der an allen drei Punkten etwa gleich groß ist, spricht dafür, dass der Zeiger schlicht versetzt ist, was sich oft an der Nullpunktschraube beheben lässt.
Häufig gestellte Fragen
Warum darf der Nullpunkt nicht unter 0 °C liegen?
In diesem Protokoll ist der Nullpunkt das untere Ende des zu prüfenden Messbereichs. Das Werkzeug hält ihn bei 0 °C oder darüber, damit die Spanne vom unteren Ende aus nach oben gemessen wird.
Was verursacht die Hysterese bei einem Bimetallthermometer?
Reibung im Zeigermechanismus und elastische Nachwirkung in der Bimetallspule. Die Spule entspannt sich beim Abkühlen nicht genau auf demselben Weg, den sie beim Erwärmen genommen hat.
Sollte der Fehler bei steigender oder fallender Temperatur gemessen werden?
Beides. Erst durch die Erfassung beider Richtungen wird die Hysterese sichtbar. Der schlechtere der beiden Werte ist maßgeblich für die Beurteilung des Geräts.
Was ist die Spanne?
Die Differenz zwischen den Sollwerten am Endpunkt und am Nullpunkt. Sie entspricht der Breite des zu kalibrierenden Bereichs.
Lässt sich dieses Protokoll auch für andere Zeigerthermometer verwenden?
Ja. Dieselbe Dreipunktmethode und dieselben Formeln gelten für jedes mechanische Zeigerthermometer, einschließlich gasgefüllter und flüssigkeitsgefüllter Bauarten.